三索面矮塔斜拉桥受力性能分析及索力优化研究

发布时间：2021-03-30 06:38

　　矮塔斜拉桥作为一种组合体系桥梁,具有塔矮、梁刚、索集中的结构特点。随着桥梁结构向着组合多元以及主梁轻薄的趋势发展,矮塔斜拉桥对比传统桥型优势更加凸显。本文以常新北路大桥为工程背景,充分考虑到独塔不对称三索面矮塔斜拉桥的特点,对三索面矮塔斜拉桥的整体受力性能进行分析研究,为我国今后开展此类桥型的设计和施工提供技术支持与参考。主要研究工作包括:（1）采用有限元软件Midas/Civil建立全桥模型,根据四种荷载组合,对常新北路大桥在施工阶段、成桥阶段以及运营阶段的主梁、拉索和主塔的受力性能进行了校核验算。计算结果表明,原设计方案结构受力性能良好,满足规范要求,且有一定的安全度。（2）采用有限元软件Ansys建立了常新北路大桥三维实体有限元模型。根据独塔不对称矮塔斜拉桥的受力特点,选取无索区长度、斜拉索倾角和主塔刚度为主要影响因素,对结构的整体受力性能进行参数分析,并由此确定了合理的参数取值范围。（3）根据矮塔斜拉桥整体受力性能,总结了其合理成桥状态的原则。基于合理成桥状态结构受力性能的要求,采用索梁活载比权矩阵方法,对成桥索力进行了优化分析,优化结果表明,索力优化后,能使主梁的弯矩分布更加... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 矮塔斜拉桥受力性能研究进展
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 拟解决的关键问题
    1.5 本文主要研究内容及技术路线
第2章 三索面矮塔斜拉桥受力特性分析
    2.1 背景工程简介
        2.1.1 主桥结构设计
        2.1.2 主桥施工方案
    2.2 有限元模型的建立
        2.2.1 主桥有限元模型
        2.2.2 荷载工况
    2.3 主桥的结构计算结果
        2.3.1 持久状况承载能力验算
        2.3.2 持久状况正常使用极限状态验算
        2.3.3 持久状况和短暂状况主梁应力验算
        2.3.4 挠度和预拱度验算
        2.3.5 斜拉索应力验算
        2.3.6 主塔验算
    2.4 本章小结
第3章 三索面矮塔斜拉桥施工控制研究
    3.1 施工监控的目的
    3.2 施工监控基本思路
        3.2.1 施工监控的原则
        3.2.2 施工监控的影响参数
    3.3 施工监控的内容和方法
        3.3.1 主墩承台大体积混凝土温度监测
        3.3.2 主梁线形监测
        3.3.3 主塔线形监测
        3.3.4 主梁应变监测
        3.3.5 主塔应变监测点布置
        3.3.6 索力监测
        3.3.7 温度监测
    3.4 施工监控的工况及内容
    3.5 施工过程中的监测和控制
    3.6 施工监控精度要求
    3.7 本章小结
第4章 三索面矮塔斜拉桥整体受力性能参数分析
    4.1 有限元模型
    4.2 参数选择
    4.3 无索区长度的影响
    4.4 斜拉索倾角的影响
        4.4.1 边塔斜拉索倾角
        4.4.2 中塔斜拉索倾角
    4.5 主塔纵向刚度的影响
    4.6 本章小结
第5章 基于合理成桥状态的索力优化及横向索力比研究
    5.1 多塔矮塔斜拉桥合理成桥状态
        5.1.1 多塔矮塔斜拉桥合理成桥状态
        5.1.2 合理成桥状态
        5.1.3 多塔矮塔斜拉桥合理成桥状态的原则
    5.2 斜拉桥合理成桥时索力研究
        5.2.1 常规斜拉桥合理成桥状态索力的研究方法
        5.2.2 矮塔斜拉桥合理成桥状态索力的研究方法
    5.3 矮塔斜拉桥索力优化原理
        5.3.1 索梁活载比权矩阵优化原理
        5.3.2 主梁截面的应力边界条件
        5.3.3 恒载可行域
        5.3.4 优化步骤
    5.4 矮塔斜拉桥合理成桥状态的索力优化
    5.5 索力横向分配的讨论
        5.5.1 简化的力学模型
        5.5.2 索力比随刚度的变化
    5.6 本章小结
第6章 总结及展望
    6.1 论文的主要工作和结论
    6.2 研究展望
参考文献
致谢



本文编号：3109060